Лекция 1.

Двоичная система счисления

Один разряд – бит. Принимает значение либо 0, либо 1.

1. Введение

Радикальный пересмотр картины мира, начатый физиками в начале XIX века, и бурное развитие вычислительной техники, информатики и микроэлектроники в последние 30-40 лет стали основными факторами, определившими историю развития теории измерений и измерительной техники. Расширение и уточнение понятия измеряемой величины в результате изучения микромира и внедрения измерений в область исследования нефизических величин (экономика, социология, психология, системотехника и др.), а также существенные особенности изучаемых в современной физике и технике явлений (быстропротекающие процессы, случайные процессы и поля, многомерные детерминированные и случайные величины и т.д.) наряду с усложнением процессов их измерения и повышением требований к точности измерений явились мощным стимулом для возникновения и развития новых концепций на фундаментальном и на прикладном уровнях теории измерений.

С древних времен и до наших дней измерения как один из способов познания играют важную роль в жизни человека. Сначала человек в своей повседневной деятельности довольствовался информацией, доставляемой лишь его органами чувств, а затем привлек им в помощь средства измерительной техники (сначала примитивные, потом все более и более совершенные).

Целью измерения является получение количественной информации о величине исследуемого объекта, под которым понимаются реально существующие объекты (вещи, процессы, поля, явления и т.д.) материального мира, а также взаимодействия между ними. Измерение может производиться как в познавательных (изучение элементарных частиц, организма человека и т.д.), так и в прикладных (управление конкретным технологическим процессом, контроль качества продукции, обеспечение лечебно-диагностического процесса) задачах.

Существует тесная взаимосвязь между научно-техническим прогрессом и достижениями в области измерений и измерительной техники. Важной составной частью большинства научно-исследовательских работ являются измерения, позволяющие установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений. Важность измерений в достижении научных результатов неоднократно отмечалась известными учеными: "Надо измерять все измеримое и делать измеримым то, что пока не поддается измерению" (Галилео Галилей); "Наука начинается с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры" (Д.И. Менделеев); "Искусство измерения является могущественным орудием, созданным человеческим разумом для проникновения в законы природы" (Б.С. Якоби). Прогресс в области измерений способствовал и способствует многим новым открытиям, а достижения науки, в свою очередь - совершенствованию методов и средств измерений (например, благодаря использованию лазеров, микроэлектроники и т.п.)

Прогресс в области измерений и измерительной техники немыслим без развития теории измерений. В основе любого измерительного процесса, независимо от вида объекта измерения, измеряемой физической величины, принципа измерения, способа обработки информации и т.п., лежат одни и те же закономерности. Исследованию этих закономерностей, задачам оптимизации измерительного эксперимента при различных условиях измерений и воздействиях посвящены основные разделы теории измерений, излагаемые на языке всех теорий - языке математики. Причем точное описание измерительных процедур опирается на корректное определение цели и особенностей измерений. В этом находит свое выражение алгоритмизация измерений, когда содержательное описание процедур и результатов заменяется формализованным.